La carnitine est originellement synthétisée par le foie et les reins à partir de deux acides aminés : la lysine et la méthonine. Ce processus nécessite également la présence de plusieurs vitamines (C, B6, B3), de fer et de plusieurs enzymes. Dans l’alimentation, la L-carnitine est principalement présente dans la viande rouge, et son apport nécessaire est donc particulièrement difficile à combler pour les personnes vegan ou végétariennes.